Es catedrático de Derecho del Trabajo.
Ha sido decano de la Facultad de Derecho de la Universidad de Salamanca, director de los Departamentos de Economía y Derecho del Trabajo y de Derecho del Trabajo y Trabajo Social, director del Gabinete Jurídico y, en fin, director de la Oficina del VIII Centenario Salamanca 2018 de esta Universidad.
Además de profesor de las Universidades Complutense y Autónoma de Madrid y de La Laguna.
Es doctor honoris causa por las universidades de La Laguna (España), Nacional Mayor de San Marcos (Perú) y Nacional de Trujillo (Perú) y ha recibido el Premio María de Maeztu a la Excelencia Científica de la Universidad de Salamanca.
Está en posesión también de otras condecoraciones y reconocimientos de instituciones de España, Brasil, Costa Rica, México y Perú.
El Colegio Oficial de Graduados Sociales de Santa Cruz de Tenerife (España) ha creado la Escuela de Práctica Profesional Carlos Palomeque.
Ha sido becario de la Fundación Juan March y ha dirigido proyectos de investigación financiados por España y la Unión Europea.
Ha dirigido asimismo una treintena de tesis doctorales. Pertenece en situación de excedencia al Cuerpo Superior de Inspectores de Trabajo y Seguridad Social, en el que ingresó con el número uno de su promoción. También ha sido miembro del Consejo Económico y Social de España en calidad de experto nombrado por el Gobierno.
Autor de 500 trabajos publicados sobre temas de su especialidad, de los que 14 son libros. Entre estos:
Derecho del trabajo e ideología (siete ediciones, 1980-2011, traducido al portugués).
Derecho sindical español (cinco ediciones, 1986-1994). Sobre este libro, AA.VV., Sindicalismo y democracia. El Derecho Sindical Español del profesor Manuel Carlos Palomeque treinta años después (1986-2016), Editorial Comares, Granada, 2017.
Derecho del trabajo (veinticinco ediciones, 1993-2017), en colaboración con M. Álvarez de la Rosa.
Vuestros y de la causa obrera. Premio Ciudad de Béjar 2016. Ediato por el Centro de Estudios Bejaranos. .
El libro Derecho del trabajo y razón crítica (2004) contiene veinticinco de sus ensayos principales, seleccionados en su homenaje. Además, sus libros El festín de la vida (2004) y Embriagarse con tinta (2012) recogen diversos textos de creación literaria y periodística.
Es director de la revista Trabajo y Derecho (Wolters Kluwer, Barcelona) y miembro de los consejos editoriales, asesores o de redacción de una docena de publicaciones científicas españolas y extranjeras.
Ha impartido alrededor de 800 conferencias y ponencias en congresos y reuniones científicas varias, en Universidades y otras instituciones públicas y privadas de España y de otros quince países europeos, americanos y africanos, y presidido diversas misiones de la Organización Internacional del Trabajo en América.